Netikėtos pažįstamos anglies savybės

Fundamentalusis mokslas pastaraisiais metais inžinieriams retai gadino atradimus, tinkamus įgyvendinti pramonėje. Tačiau paskutiniai du dešimtmečiai tapo malonia išimtimi. Dvi Nobelio premijos ir trečiasis atradimas, kurio dar neįvertino Nobelio komitetas, inžinieriams ir technologams suteikė perspektyvas dirbti ilgus dešimtmečius. Ir jie visi yra susieti su vienu elementu - anglis.

Kodėl šie atradimai yra tokie svarbūs ir ką naujo gali suteikti mums toks pažįstamas cheminis elementas? Viskas, ką žinome apie anglį, daro ją įdomiausiu ir svarbiausiu periodinės lentelės elementu. Pirmiausia, pats gyvenimas atsirado anglies pagrindu. Anglies atomų sugebėjimas susijungti į sudėtingas struktūras leido gamtai sukurti baltymų organizmus ir įkvėpti protą žmonėms. Visa organinė chemija, kurioje gausu naujų dirbtinių medžiagų, yra pagrįsta sudėtiniais anglies junginiais su kitais elementais.

Tačiau atominė anglis ne mažiau stebina nei jo junginiai. Tai vienintelis elementas, iki šiol turėjęs 8 alotropines (įvairias) modifikacijas. Žodis „bye“ yra gana tinkamas, nes anglis ateityje gali pateikti daugiau netikėtumų. Vos prieš kelis dešimtmečius mes žinojome tik dvi anglies modifikacijas: grafitas ir deimantas.

Turėjome ir turime susidurti su grafitu, piešti pieštuku ant popieriaus. Deimantas yra jaudinantis deimantų spindesys ir turto simbolis. Tiesa, technologijos plėtra paskatino pripažinti dar vieną deimantų savybę - neprilygstamą kietumą. Ir dabar, nepaisant procesų sudėtingumo, dirbtiniai deimantai yra sintetinami ir plačiai naudojami technologijose. Grunto gręžimas, akmens pjaustymo ratai, šlifavimo pastos - galite ilgai išvardyti šios anglies modifikacijos naudojimą.

Bet tarp labai kietos ir labai švelnios būklės yra bedugnė. Stebino tai, kad toks svarbus elementas, kuriuo grindžiama visa šiuolaikinė chemija, turi tik dvi tokias antagonistines būsenas.

Ir pagaliau praėjusiame amžiuje, 60-ųjų pradžioje, buvo atrastas trečiasis anglies modifikavimas - karabinas. Tai yra sujungtų anglies atomų grandinė. Šį atradimą padarė chemikai ir jis nesulaukė didelio atgarsio, nes nerado praktinio taikymo.

Ir čia yra kita anglies forma - fulleno sukėlė daug didesnį susidomėjimą. Anglies atomai, surinkti į sferinę molekulę, atvėrė kelią visiškai naujų medžiagų ir junginių kūrimui. Dėl atidarymo modifikavimas fullereno anglimi mokslininkų grupė 1996 m. apdovanojo Nobelio premiją

Jau anksčiau fullenai naudojami farmacijos pramonėje kuriant vaistus nuo vėžio, radijo elektronikoje ir automobilių pramonėje kaip priedus variklinėms alyvoms. Programų sąrašas yra nepaprastai platus, tačiau tolesnio naudojimo perspektyvos yra dar platesnės.

Tolesni atradimai, susiję su anglimi, nukrito kaip raudonligė. Lonsdaleitas, rastas meteorituose ir vėliau dirbtinai sintetinamas, anglies nanovamzdeliai, grafenas.

Mes neturėjome laiko įvaldyti vienos allotropinės formos, nes netikėtai prie jos buvo pridėta dar dvi. Ir šios anglies formos leis ateinančiais metais radikaliai pakeisti tiek žmonijos komunikacijos struktūrą, tiek patį žmogaus gyvenimą (skaitykite daugiau apie grafeno ir anglies nanovamzdelių naudojimo perspektyvas straipsnyje apie grafeno elektroniką).

Naudojant naujas anglies savybes, yra neribotos galimybės kurti kvantinius kompiuterius, duomenų perdavimo linijas, kurių greitis didesnis nei 100 Gbit / s, jutiklius, kurie skaito signalus iš gyvos ląstelės ir daug daugiau,apie ką mokslinės fantastikos rašytojai nesvajojo.

Ir laukimas buvo labai trumpas: komercinių atradimų panaudojimo perspektyvos tokios didelės, kad dešimtys kompanijų jau demonstruoja produktų pavyzdžius, kuriuose yra anglies nanovamzdelių ir grafenų.